Echocardiography

ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
BAB I
PENDAHULUAN
Echocardiography, juga disebut suatu test gema, adalah suatu alat yang
mengambil gambar dari hati atau jantung dengan menggunakan gelombang suara.
Echocardiography ( ultrasound pengujian untuk hati atau jantung) mengijinkan suatu
ahli jantung untuk menguji struktur , fungsi, dan aliran darah dari hati atau jantung
tanpa penggunaan dari sinar-x. Echocardiography dilakukan dengan penggunaan
suatu tongkat plastik yang lembut (suatu echo-transducer) untuk memancarkan
gelombang suara ke dada atau abdomen. Gelombang suara lewat dengan aman
sampai badan dan gema yang dihasilkan akan ditafsirkan oleh suatu sistem yang
terkomputerisasi.
Echocardiography dapat digunakan untuk mendeteksi cacat hati atau jantung
dan untuk melihat seberapa baik fungsi hati atau jantung. Seseorang tak harus tinggal
di rumah sakit, karena ini bukanlah suatu perawatan dan tak akan mengakibatkan
luka. Test ini akan membantu dokter dalam menemukan masalahmu jika anda
mempunyai permasalahan dengan hati atau jantung. Test ini diperlukan jika anda
merasakan serangan denyut jantung yang berlebihan, anda mendapatkan serangan
jantung secara tiba-tiba, anda merasakan nyeri pada dada atau hati, anda merasakan
demam tinggi yang disertai dengan rasa pegal (rematik) pada jantung, anda memiliki
suatu cacat pada hati atau jantung sejak lahir.
1.1 Bagaimana alat ini bekerja ?
1. Anda akan terbaring pada satu sisi bagian tubuh atau punggung.
2. Seorang operator akan menaruh cairan (jelly) khusus pada bagian atas probe
dan akan meletakkan diatas wilayah dada.
3. Dengan
menggunakan
gelombang
suara
Ultra-High-Frequency
akan
menggambil gambar dari hati anda serta klep (valve) jantung anda, pada
penggunaan alat ini tak akan menggunakan sinar-X.
1
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
4. Pergerakan (denyut) dari jantung atau hati anda dapat dilihat pada suatu layar
video. Sebuah
video atau foto dapat membuat gambar dari pergerakan
(denyut) tadi. Anda dapat pula mengamatinya pada saat test ini berlangsung,
dan biasanya mengambil waktu kurang lebih 15-20 menit.
5. Dalam
test ini anda tak akan merasa sakit dan tidak mempunyai efek
samping.
6. Selanjutnya dokter akan memberitahukan hasil pemeriksaan tersebut.
7. Gelombang suara tadi akan mengambil gambar hati atau jantung anda secara
jelas dan ketika pemeriksaan telah selesai maka operator tadi akan mencabut
probe yang sebelumnya digunakan untuk melihat pergerakan hati atau jantung
anda.
8. Setelah itu anda akan menunjukkan tanda-tanda ingin batuk, sebagai tanda
bahwa pemeriksaan telah selesai.
Probe yang digunakan perlu untuk dilepas dari wilayah dada anda untuk
membersihkan kembali layar video tersebut. Anda mungkin membutuhkan suatu test
khusus yang disebut dengan transesophageal echocardiography (TEE).
1.2 Apa yang akan ditunjukkan oleh alat ini ?
1. Ukuran dan bentuk dari hati atau jantung.
2. Seberapa baik hati atau jantung bekerja secara keseluruhan.
3. Jika suatu bagian dari otot hati atau jantung lemah dan tidak bekerja secara
tepat.
4. Jika anda mempunyai permasalahan dengan klep (valves) jantung.
5. Jika anda mempunyai suatu gumpalan darah.
2
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
Gambar 1.1 Penggunaan Echocardiography secara umum
3
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
dengan menggunakan sinar x
Echocardiography Sistem
3D Echocardiography
Hasil analisis Echocardiography
4
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
1.3 Arsitektur Echocardiography secara umum
Arsitektur Echocardiography (iE33 xSTREAM) terdiri dari 4 bagan utama
yakni :
1. Live 3D Echo
2. Live xPlane imaging
3. SonoCT
4. XRES image processing
Ie33 xSTREAM adalah suatu sistem yang memproses berbagai data secara
bersamaan dan terus menerus, yang tergabung dalam sebuah multiprocessor yang
memiliki kemampuan sampai 250 milyar operasi per detik yang dilakukan secara
fleksibel dan terstruktur, arsitektur echocardiography jenis xSTREAM dirancang
untuk memenuhi kebutuhan yang berhubungan dengan aplikasi dalam bidang
klinis, alat ini pula terdiri dari suatu layar (Philiphs) Echo 3D dan xPlane images
bersama dengan SonoCT dan xRes images yang memiliki kemampuan untuk
memproses suatu data berupa image (gambar).
1. Layar (Philips) Echo 3D
Merupakan generasi keempat layar (Philips) yang secara keseluruhan
disample dengan menggunakan matriks, alat ini menyediakan tampilan 3D
realtime. Arsitektur Xstream yang kuat memungkinkan didapatkan
manipulasi dan hitungan dari data volume.
2. SonoCT real-time image
SonoCT memperoleh dan memproses sampai sembilan garis dan
bentuk untuk menampilkan gambaran vaskuler yang bebas dari pecahan
dan artifact.
3. XRES image processing
XRES image processing adalah suatu algoritma yang mampu
melaksanakan analisa yang realtime serta memperbaiki image (gambar)
sepanjang area dada secara keseluruhan.
5
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
1.4 Transducers
Untuk penggunaan Echo-Transducer_nya terdiri dari bermacam-macam
transducer diantaranya yaitu :
1. Teknologi PureWave Kristal
2. Transducer S5-1
3. Teknologi transducer xMATRIX
4. Transducer X3-1 Omniplane TEE, yang terintegrasi dengan transducer
s7-2 omni transesophageal
Transducers High-performance yang secara khusus dirancang untuk
menghasilkan efisiensi suara (akustik) yang maksimum, dengan suatu desain
lensa low-loss yang memberikan tingkat resolusi yang tinggi dan proses penetrasi
sinyal ultra yang lebih besar dengan tingkat gangguan yang kecil. Dengan desain
yang ekonomis dengan kabel yang ringan sehingga dapat mengurangi kelelahan
dan ketegangan dari para pengguna transducer ini (operator). Adapun macammacam transducer yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Teknologi PureWave kristal
Struktur Piezocrystal memepunyai kelebihan dalam hal proses
penerimaan sinyal akustik (suara) dibanding dengan PZT keramik yang
bersifat tradisional.
2. S5-1 transducer
S5-1 transducer dalam penggunaannya menggunakan luas bidang dari
dua high-performance yang digunakan oleh transducers konvensional.
Kelebihannya dibanding dengan teknologi PureWave kristal adalah
transducer ini membentuk image (gambar) 2D dengan tingkat kepekaan
warna yang lebih tinggi.
3. xMATRIX transducer
Transducer xMATRIX menggunakan rangkaian micro-beamforming
yang didalamnya terintegrasi sampai 3,000 jenis rangkaian filter aktif.
6
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
4. X3-1 transducer
X3-1 transducer merupakan teknologi xMATRIX yang menggunakan
sistem array yang cocok untuk menghasilkan gambar 3D serta xPlane
imaging. Dengan lubang bidik kamera yang berukuran kecil sangat sesuai
untuk menghasilkan dan meningkatkan tampilan image (gambar) cardiac
dari pasien.
5. OMNIPLANE TEE teknologi
Transducer S7-2 omni transesophageal mempunyai cakupan frekuensi
sebesar 7 MHZ yang mampu menghasilkan luas bidang yang lebih besar.
7
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
BAB II
ECHOCARDIOGRAPHY DAN ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
Echocardiography digunakan secara luas untuk menampilkan bagian dalam
dari tubuh manusia berupa cardiac serta beberapa penyakitnya seperti hati ataupun
jantung, dengan menggunakan alat ini memungkinkan untuk mendeteksi struktur
bagian dalam dari hati atau jantung. Pergerakan dari struktur tersebut juga dapat
direkam dengan resolusi yang bagus disbanding dengan teknik diagnosa
menggunakan x-ray ataupun angiographic, dalam alat ini menghadirkan perbandingan
antara waktu dengan informasi umum berupa gerakan ataupun image tentang struktur
dari hati maupun jantung dalam kecepatan normal rendah dengan menggunakan
perekam elektrokardiogram.
Untuk alat Echocardiography digunakan transducer yang berfungsi untuk
mengubah suatu besaran dalam bentuk lain menjadi besaran lainnya, dalam hal ini
berupa pancaran sinyal ultra high frequency menjadi besaran suara dalam bentuk
pergerakan yang kemudian ditampilkan dalam bentuk gambar, adapun penggunaan
transducer tersebut dapat dilihat sebagai berikut :
8
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
Adapun gambar blok diagram secara umum dari Echocardiography adalah
ditunjukkan oleh gambar 2.1 dibawah ini,
Rate Generator
Transmitter
Transducer
Receiver
Time-base
generator
z
x
x
Cathode
Ray-Tube
Low-velocity
Time base
generator
y
Low frequency
trigger
Gambar 2.1 blok diagram rangkaian Echocardiography
Gambar diatas menunjukkan blok diagram dari echocardiography, beberapa
blok rangkaian umum pada instrument pengukuran gema, kecuali untuk penambahan
rangkaian sweep lambat dan pengaturan modulasi pencahayaan CRT. Untuk
echocardiography, transducer ditempatkan diantara ribs ketiga dan keempat pada
dinding dada luar dimana tidak ada paru-paru antara kulit dengan jantung. Dari probe
9
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
ini cahaya ultra sonic intensitas rendah diarahkan pada area jantung dan sinyal gema
diperoleh. Posisi probe dimanipulasi untuk memperoleh gema dari area yang
diinginkan pada jantung.
Echocardiograph Pulsed Doppler tergantung pada penemuan velocitas aliran
darah yang kontras dengan echocardiograph M-mode yang berdasarkan properti
anatomi dari jantung, teknik ini digunakan sebagai adjunct ke echocardiograph Mmode konvensional dan informasi banyak diperoleh dari komplemen pemeriksaan
pulsed Doppler atau dengan melaksanakan prosedur M-mode. Dalam banyak kasus
penemuan pulsed Doppler memberikan informasi diagnosa yang berguna dimana
penemuan M-mode adalah normal atau sugestif, sistem beroperasi pada prinsip
ultrasound yang memantul dan menemukan velocitas aliran darah dalam volume,
yang disebut dengan volume sample.
Volume sample secara spesifik dapat dipilih dalam jantung dan pembuluh
darah dengan setting kendali kedalaman dan adalah subjek dari berbagai komponen
velocitas aliran darah, komponen gerak, turbulensi, dan laminar seperti gerakan
dinding, gerakan valve. Komponen ini diisolasi dengan filter yang cocok dalam
rangkaian dan masing-masing memiliki kualitas audiotonal dan pola spektral yang
berhubungan.
Jumlah yang meningkat dari pemeriksaan yang rutin dan kemungkinan mengextract data kuantitatif dari echocardiograph telah menimbulkan keperluan
pengembangan sistem komputer untuk analisa semi otomatis dari echocardiograph
M-mode, program rutin secara umum tertuju pada pengukuran yang dapat dibagi 3
kelompok :
1. dimensi ventricular
2. dimensi aorta dan atrium kiri
3. pengukuran valve mitral.
Tiap kelompok pengukuran dimulai dengan kalibrasi, sehingga kemungkinan
untuk menggunakan rekaman yang berbeda untuk pengukuran struktur dari tiap
kelompok sistem perhitungan untuk memproses echocardiogram M-mode dijelaskan
10
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
oleh awieten et.al (1997), sejumlah program tersedia untuk evaluasi M-mode
menggunakan komputer.
Selain alat echocardiography itu sendiri proses untuk menampilkan gambar
kedalam suatu layar digunakan juga rangkain real-teme komputer yang berbasis
scanner, gambar ranngkaiannya dapat dilihat pada gambar 2.2 sebagai berikut
Focussing Demodulation
Adder Preprocessing
1
1
A/D
memory
CPU
Monitor
D/A
8
8
A/D
TV-Mix
Cristal
Digital Control
Caliper
DGCCurve
Gambar 2.2 Bagan prinsip dari real-time komputer based scanner
Pada gambar diatas, setiap bagian dari 8 channel dipilih dan dikuatkan oleh
penguatnya sendiri dan kemudian diubah kedalam bentuk digital oleh ADC yang
menggunakan range konversi dari 10 ns, setelah itu dari kedelapan channel ditunda
dan dijumlahkan dalam sebuah komputer berkecepatan tinggi yang menampilkan
perhitungan data secara real-time dikarenakan oleh frekuensi maksimum 7 MHZ dari
11
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
transducer dan operasi dari kedelapan channel, frekuensi clock sampai 56 MHZ,
seperti operasi cepat yang ditampilkan oleh ECL lebih baik daripada alat TTL.
12
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY
ELEKTRONIKA KEDOKTERAN
BAB III
PENUTUP
1. Kesimpulan
a. Echocardiography, juga disebut suatu test gema, adalah suatu alat
yang mengambil gambar dari hati atau jantung dengan menggunakan
gelombang suara. Echocardiography ( ultrasound pengujian untuk hati
atau jantung).
b. Penggunaan Echocardiography lebih bagus dibanding dengan sistem
diagnosa angiograph dan juga penggunaan alat ini tidak menggunakan
sinar x dalam proses pengambilan gambar (image).
c. Echocardiography dapat digunakan dengan menggunakan sistem 2D
serta sistem 3D.
d. Arsitektur Echocardiography (iE33 xSTREAM) terdiri dari 4 bagan
utama yakni :
1. Live 3D Echo
2. Live xPlane imaging
3. SonoCT
4. XRES image processing
e. Echocardiography mampu menunjukkan bebarapa hal, diantaranya
adalah sebagai berikut :
1. Ukuran dan bentuk dari hati atau jantung.
2. Seberapa baik hati atau jantung bekerja secara keseluruhan.
3. Jika suatu bagian dari otot hati atau jantung lemah dan tidak bekerja
secara tepat.
4. Jika anda mempunyai permasalahan dengan klep (valves) jantung.
5. Jika anda mempunyai suatu gumpalan darah.
13
S A L E H / D 411 02 050
ECHOCARDIOGRAPHY